滴灌和微生物有机肥对设施土壤呼吸的耦合作用及机制

侯毛毛，陈竞楠，林志远，王晋伟，李浩波，陈锦涛，翁郡灵，吕祎文，金 秋，钟凤林

滴灌和微生物有机肥对设施土壤呼吸的耦合作用及机制

侯毛毛1,2，陈竞楠3，林志远1，王晋伟1，李浩波1，陈锦涛1，翁郡灵1，吕祎文1，金 秋4，钟凤林1※

（1. 福建农林大学园艺学院，福州 350002；2. 现代设施农业福建省高校工程研究中心，福清 350300；3. 福建农业职业技术学院园艺园林学院，福州 350119；4. 南京水利科学研究院，南京 210029）

为研究滴灌水分和微生物有机肥对设施土壤呼吸的影响及耦合作用机制，设计不同灌溉定额（15、18、21 mm）和不同微生物有机肥施用量（2 800、3 600、4 400 kg/hm2）处理，以传统化肥处理为对照，观测滴灌和微生物有机肥协同作用下土壤呼吸速率、累计碳排放量等指标，分析土壤呼吸与土壤温度、湿度、有机质含量、酶（脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶）活性及根系生物量之间的互动响应关系。结果表明：滴灌-微生物有机肥处理有利于提高土壤有机质含量和酶活性，土壤脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶活性分别提升11.6%～27.6%、8.0%～27.7%和1.8%～11.2%，其中滴灌和微生物有机肥相结合对脲酶活性的影响达到显著（<0.05）水平；土壤呼吸速率与根系生物量、土壤温度和有机质含量呈极显著（<0.01）正相关，与土壤酶活性呈显著（<0.05）正相关。该研究证明了滴灌和微生物有机肥对土壤碳排放有显著的耦合效应，滴灌和微生物有机肥耦合主要通过改变土壤有机质含量和根系生物量，对土壤呼吸产生影响。

滴灌；有机肥；土壤；土壤呼吸；耦合作用；机制

0 引 言

土壤呼吸是土壤中的微生物、植物根系和食碎屑动物等由于新陈代谢消耗有机物的同时产生CO2的过程，主要包括土壤微生物和动物的异养呼吸和植物根系的自养呼吸，它是土壤和大气碳库相互交换的重要途径[1]。据统计，土壤呼吸每年向大气中输出碳83×109～108×109t，超过化石燃料排放的10倍[2]。土壤呼吸变化势必对大气碳浓度造成影响，加剧全球气候变暖，进而危及人类生存环境和未来发展[3]。

近年来，设施栽培技术在世界各国发展迅速，在美国、日本、荷兰、以色列等国的应用尤为广泛[4]。中国的设施栽培技术也进入了蓬勃发展时期，设施栽培面积占整个栽培面积的11.6%[5]，而避雨保温设施和集约化的栽培模式也产生了具备独特性质的土壤—设施土壤。目前，针对设施土壤的研究主要集中在土壤板结、盐渍化、养分迁移与供给等方面[6-9]，对设施土壤呼吸的研究和报道尚不多见，关于设施土壤呼吸变化与人为干预下土壤环境因子的关联分析研究则更为匮乏。

水和肥对作物生长发育和产量品质形成有重要影响，两者之间存在耦合效应[10-12]。水肥管理措施必然会改变土壤含水率、孔隙度、微生物群落、水溶性有机C和N等[13-14]，进而对土壤呼吸产生影响。研究表明，土壤水分亏缺减少了植物根系和微生物生命活动需要的生存原料，降低了CO2排放；土壤水分过高，孔隙度降低，异养呼吸所需O2的进入减少，亦会限制CO2排放[15]。微生物有机肥施用影响了土壤微生物区系、作物根系生物量、有机质含量和C/N比，这些指标与土壤呼吸速度密切相关[16]。当土壤中易分解的有机质含量、微生物活性和根系生物量增加时，土壤呼吸速度就会明显增加。目前，已有研究报道了土壤呼吸对不同灌溉或施肥措施的响应及机理，但少有研究涉及水肥耦合对土壤呼吸的影响。本研究以设施番茄为植物试材，研究不同灌溉定额和微生物有机肥施用量下土壤呼吸速率的差异及变化，分析土壤呼吸与水肥耦合下土壤环境因子的互动响应关系，揭示水肥协同影响土壤呼吸的作用及机理，以期为明确设施农田碳排放规律、制定土壤CO2减排的水肥管理措施提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年5―10月在福建省漳州市云霄县老区果场科技示范基地（23°57′38″ N，117°20′5″ E）进行。全县属南亚热带海洋性季风气候。试验地年平均气温21.3 ℃。最低和最高温分别出现在1月和7月，1月平均气温13.4 ℃，7月平均气温28.2 ℃。年降水量1 730.6 mm，无霜期347 d。供试土壤0～20 cm土层理化性质（5月2日测定）为：盐分质量分数2.72 g/kg，有机质2.1%，总氮0.96 g/kg，速效磷14.2 mg/kg，速效钾110.6 mg/kg，容重1.39 g/cm3，田间持水量22.9%。

1.2 试验设计

试验在设施大棚中进行，大棚跨度8 m，长30 m，整个试验区共75 m2。采用起垄种植的方法，土垄宽0.6 m、长3 m、高 0.05 m，相邻垄间距0.2 m。每条垄种植2行番茄，行距0.3 m，株距0.4 m。每条垄的两行共16株番茄为一个处理。不同处理之间采用60 cm深的塑料防渗膜隔开，防止水、肥、盐的侧渗。选择番茄品种“西兰牌大红宝”为植物试材，于5月18日移栽。常规打药、除草等田间管理依照当地习惯进行。

试验设3种滴灌定额（I1：150 m3/hm2或15 mm、I2：180 m3/hm2或18 mm、I3：210 m3/hm2或21 mm），3种有效微生物（EM，effective microorganism）有机肥施肥水平（F1：2 800 kg/hm2、F2：3 600 kg/hm2、F3：4 400 kg/hm2），以当地传统水肥管理模式即化肥（N 180 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，K2O 54 kg/hm2）和滴灌（18 mm）为对照，共3×3+1=10个处理，每个处理重复3次，各处理随机排列。滴灌管为内镶式圆柱滴头滴灌管，内径8 mm，滴头间距30 cm，滴头流量2 L/h，滴灌工作压力0.3 MPa。每6天灌溉1次，生育期约130 d，共灌溉21次，第一次灌溉于5月21日进行。EM有机肥（由南京蔬菜花卉研究所提供），由EM发酵液、秸秆、豆粉和粪便等发酵而成，含N 5%、P2O52.5%、K2O 1.5%。化学肥料采用尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O516%）和硫酸钾（含K2O 50%）。总施肥量均按照基肥：第一穗果：第二穗果 =1∶1∶1分配。生物有机肥用作基肥施用时，与表层土壤混合均匀。具体水肥设计如表1所示。

1.3 测定项目与方法

1）土壤呼吸速率：采用自制不透明塑料板静态箱和便携式红外CO2分析仪（广州盈翔嘉仪器仪表有限公司）测定。静态箱尺寸为60 cm×60 cm×60 cm，底部马鞍型，可横跨番茄垄体，上方装有直径12 cm的风扇。箱体缝隙用硅胶填充。移栽后12 d（6月1日）开始测定土壤呼吸速率，两次测定间隔时间为12 d。测定前24 h，每个处理随机选择1株具有代表性的番茄植株，去除其周围土壤表面的杂草杂物，以植株为中心开挖60 cm×60 cm，深度10 cm的凹槽。24 h后开始测定土壤呼吸参数，测定时间为早上10:00，每次测定重复3次。测定前首先沿垄面将番茄植株剪至茎基部，将箱体插入凹槽，和土壤接触缝隙处用土填实。箱体就绪后开启风扇，使气体混合均匀，再连接红外仪，在0～5 min内每1 min测定一次CO2浓度[17]。

表1 灌溉施肥处理

注：施肥种类为有效微生物（EM，effective microorganism）有机肥，由EM发酵液、秸秆、豆粉和粪便等发酵而成，含N 5%、P2O52.5%、K2O 1.5%。

Note: The fertilizer type is effective microorganism organic matter produced by EM fermentation solution, straw, soybean flour and feces, containing N of 5%, P2O5of2.5% and K2O of 1.5%.

2）土壤温度和湿度：土壤呼吸参数测定结束后，取下静态箱，用Delta-T Wet土壤三参数速测仪（英国Delta-t公司）测定土壤温度和湿度。测定位置为以植株为中心10 cm处土壤，测定重复3次。

3）土壤有机质：温湿度测定完成后用土钻和五点取样法采集耕层土壤（0～15 cm）样品，每次采集重复3 次。所取土样分为两部分，其中一份在室内风干，去杂，研磨，过0.15 mm孔径筛后，用重铬酸钾-硫酸氧化外加热法测定土壤有机质含量[7]。

4）土壤酶活性：另一份土样用于测定土壤酶活性。脱氢酶活性用氯化三苯基四氮唑（TTC，2，3，5－三苯基氯化四氮唑）比色法测定，用TPF的浓度g/(g·d)表示；土壤脲酶活性采用苯酚钠比色法测定，用NH3-N 的浓度mg/(g·d)表示；过氧化氢酶活性用KMnO4容量法测定，用0.1 mol KMnO4mL/(g·h)表示[18]。

5）根系生物量：用10 cm直径的KHT-016（金坛市康华电子仪器制造厂）取样，取样方法为5孔法，采集深度为0～20、>20～40、>40～60和>60～80 cm土层。根土分离采用淘洗法，样品经过浸泡搅动后反复过0.5 mm土壤筛，分离后用镊子取出根系，烘干称质量[19]。

1.4 数据处理

土壤呼吸速率按如下公式计算[20]

式中为土壤呼吸速率，mg/m·h；为标准状态下CO2密度，即1.963 g/L；为箱体有效高度，m；0为标准状态下的大气压，1.01×105Pa；和为测定时箱内的实际气压和气温，Pa、℃；d/d为单位时间静态箱内部的CO2浓度变化量，L/L·h。

土壤呼吸累计碳排放量按照以下公式计算[21]

式中为土壤累积呼吸量，g/m2；为土壤呼吸速率，mg/m2·h；为测定次数；为采样时间，即移栽后天数，d。

显著性分析和方差分析采用SPSS 17.0软件。

2 结果与分析

2.1 滴灌-微生物有机肥耦合下设施土壤呼吸速率动态变化

设施土壤呼吸速率总体上随移栽后天数呈波动性变化规律（图1）。番茄生长前期，即移栽后12～48 d，呼吸速率增长相对缓慢；移栽48 d后迅速增长，至移栽后72 d达到峰值；72～84 d出现小幅下降，这与该时间段土温下降有关，这也导致了本研究土壤呼吸速率出现双峰现象，但值得注意的是，该现象主要基于试验过程中的自然条件变化，不具有普适性；84d后呼吸速率继续增加，至移栽后96 d再次达到峰值；移栽96 d后土壤呼吸速率逐渐下降。水肥耦合对呼吸速率有不同程度的影响。相同灌溉量条件下，增加施肥量均明显提高了土壤呼吸速率，不同处理以I2F3呼吸速率最高，移栽72和96 d分别达到165.1和230.1 mg/(m2·h)。对照处理CK土壤呼吸速率总体上低于滴灌-微生物有机肥处理，移栽60 d（坐果期前期）后尤为显著。

图1 滴灌-微生物有机肥耦合下设施土壤呼吸速率随移栽后天数的变化

2.2 滴灌-微生物有机肥施用对设施土壤累计碳排放量的影响

图2所示为滴灌-微生物有机肥施用对设施土壤呼吸CO2总排放量的影响。图2中可看出，施肥对土壤累计碳排放量有极显著（<0.01）影响，但灌溉对累计碳排放的影响并不显著，灌溉和施肥结合对累计碳排放量影响显著（<0.05），说明滴灌-微生物有机肥对土壤累计碳排放存在耦合效应。相同灌溉定额下，增加微生物有机肥施肥量明显提高了土壤累计碳排放量。其中，在I1和I2条件下，施肥量从3 600 kg/hm2增加到4 400 kg/hm2时对应的碳排放增加达到显著（<0.05）水平。不同处理以I2F3土壤累计碳排放量最大，达到415.2 g/m2，显著（<0.05）高于其他处理；CK土壤累计碳排放量最小，为255.3 g/m2。

2.3 滴灌-微生物有机肥耦合对土壤温湿度、有机质、酶活性和植株根系生物量的影响

2.3.1 土壤温度和含水率

土壤温度在移栽后12～36 d快速增加，这与气候变化关系密切，移栽36 d为6月末，此时逐渐进入稳定的高温时期；移栽72 d达到峰值后土壤温度出现小幅下降，至移栽后96 d再次达到峰值，随后呈快速下降趋势（图 3a）。不难看出，土壤温度峰值与土壤呼吸速率峰值明显对应。土壤含水率的变化总体上较为平稳（图3b），移栽后60～96 d出现一定波动，该时期为番茄坐果期，水分需求量旺盛，对土壤水分变化有一定影响。番茄整个生育阶段，土壤含水率为19.2%～24.7%。

注：**表示极显著效应（p<0.01）；*表示显著效应（p<0.05）；ns表示不相关。不同字母表示在p<0.05水平差异显著。

图3 不同滴灌-微生物有机肥处理下土壤温度和含水率变化

2.3.2 土壤有机质

图4所示为滴灌-微生物有机肥耦合下设施土壤有机质随移栽后天数的变化。图4中可看出，微生物有机肥的施加提升了土壤有机质含量，滴灌-微生物有机肥处理整个生育阶段的土壤有机质含量为2.40%～2.71%，无论是随移栽时间的波动变化和各处理间的差异均不大。对照处理CK有机质含量在各移栽时间均低于滴灌-微生物有机肥处理，为2.15%～2.31%。相同滴灌定额下，提高有机肥施用量均对土壤有机质含量提升起到一定的促进作用，但本研究的施肥量梯度下促进效果并不明显。

2.3.3 土壤酶活性

微生物有机肥施用对脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶均有极显著（<0.01）影响，滴灌对脲酶和过氧化氢酶分别有极显著（<0.01）和显著（<0.05）影响，滴灌和微生物有机肥耦合仅对脲酶有显著（<0.05）影响（表 2）。相同灌溉定额下，设施土壤酶活性总体上与施肥量呈正相关，但相同施肥量下酶活性与灌溉定额的关系并不明显。不同处理以I3F3土壤脱氢酶活性最高，达到42.1g/(g·d)；I2F3土壤脲酶和过氧化氢酶活性最高，分别达到3.77和4.66 mg/(g·d)。与CK相比，滴灌和微生物有机肥施用下土壤脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶分别提高了11.6%～27.6%，8.0%～27.7%和1.8%～11.2%。

表2 不同水肥处理下设施土壤酶活性

注：同一列不同字母表示在<0.05水平差异显著。**表示极显著效应（<0.01）；*表示显著效应（<0.05）；ns表示不相关。

Note: Data with different letters in the same column are different significantly at 0.05 level. **represent much significant effect (<0.01), *represent significant effect (<0.05) and ns represent non-effect.

图4 滴灌-微生物有机肥耦合下设施土壤有机质随移栽后天数的变化

2.3.4 根系生物量

根系生物量随移栽后时间呈“缓慢增长、快速增长、再缓慢增长”3个阶段。移栽后12～36 d，番茄植株从苗期进入花期前期，根系生物量呈缓慢增加趋势，各处理增加幅度较为一致；移栽后36～84 d为番茄花期和坐果期前期，植株养分需求量旺盛，根系生长发育较快；移栽84 d后，根系生物量有小幅增长，但变化不大（图5）。相同滴灌量条件下增加施肥量明显提高了根系生物量，而在相同施肥量下，I2处理对根系生物量增加的促进效果最为明显。不同处理以I2F3根系生物量最高，移栽后120 d达到394 g/m2。与CK相比，不同滴灌-微生物有机肥处理根系生物量增加了25.9%～43.4%。

图5 滴灌-微生物有机肥耦合下根系生物量随移栽后天数的变化

Fig 5 Variation of root biomass with days after transplant under drip irrigation and microbial organic fertilization

2.4 设施土壤呼吸速率与各影响因子间的相关分析

表3所示为土壤呼吸速率与主要土壤环境因子和根系生物量的相关分析。表3中可看出，土壤呼吸速率与根系生物量、土壤温度和有机质含量呈极显著（<0.01）正相关，相关系数分别为0.83、0.75和0.50；与土壤脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶活性呈显著（<0.05）正相关，相关系数分别为0.21、0.24和0.25。相关分析结果表明，滴灌和微生物有机肥影响下根系生物量和土壤有机质含量的改变是土壤呼吸速率最为关键的影响因素。

表3 设施土壤呼吸速率与各影响因子的相关分析

注：*表示在0.05水平上显著相关，**表示在0.01水平上显著相关。

Note:* represent significant correlation at 0.05 level, and **represent much significant correlation at 0.01 level.

3 讨 论

土壤呼吸速率与环境因子和土壤中的生命活动密切相关[16]。本研究中，番茄生长前期（移栽后12～48 d）土壤呼吸速率增长缓慢但在移栽48 d后出现一波快速增长，这与移栽48 d后高土温促进下的微生物活动及花期的根系生长（图5）有关。滴灌-微生物有机肥处理土壤呼吸速率总体大于对照处理CK，原因一方面是有机肥带入了更多的有机质和碳源，供给微生物呼吸的底物，促进微生物生命活动；另一方面可能由于有机肥改良了土壤理化性质，为土壤微生物和植物根系创造了更适宜的生长环境[22-23]。本试验的前期研究结果表明，在设施栽培环境下，有利于降低耕层盐分[24]（降幅8.2%～34.7%），从而可能通过缓解微生物和植物根系的盐分胁迫，对土壤呼吸产生一定的促进作用。

前人研究表明，水肥耦合对土壤速效养分、作物生长发育和产量形成等均存在耦合效应，本研究中，土壤呼吸速率也受到滴灌和微生物有机肥耦合的显著影响，这印证了杨硕欢等[25]和郑恩楠等[26]的研究结果。水肥耦合的机理如下：1）施肥后土壤水分常数发生变化，土壤有效水分、饱和含水量和田间持水量随施肥量提高而提高，但凋萎湿度未发生改变[27]，且施肥可活化较为深层的土壤水分，促进不易被吸收的土壤水转化为有效水[28]；2）施肥提高了植物逆境胁迫下的生理稳定性（如水分胁迫时叶片的渗透调节能力），维持植物根系活力[29]；3）水分能够促进肥料中营养元素的矿化，同时促使矿质养分通过质流和扩散而运输，提高植物根系吸收的养分强度[30]。综上，滴灌水分和微生物有机肥通过以肥调水、以水促肥的相互协作方式，产生了对土壤累计碳排放量影响最大的水肥耦合模式。

土壤温度和土壤呼吸速率关系密切，体现在土壤温度峰值和呼吸峰值的高度对应性，这与Liu等[31]的研究结论一致，Liu等认为温度变化可以解释土壤呼吸日变化和季节性变化的大部分变异。土壤湿度也是土壤呼吸的主要控制因子，土壤过旱或过涝都会使土壤呼吸骤减，适宜的土壤水分可增加土壤微生物种群数量，增强其分解活动，同时促进根系呼吸。但本研究并未发现土壤湿度和呼吸速率间的明显关系，这可能由于本研究中灌溉水量设计梯度不大，且灌后土壤均处于适宜的水分范围内。土壤酶对土壤呼吸有一定的促进作用，其中脲酶能够直接催化尿素水解产生氨、CO2和水；过氧化氢酶能促使分解由生物呼吸和有机物生物化学氧化反应产生的过氧化氢，缓解土壤生物和植物的过氧化氢毒害，从而间接增加土壤呼吸[18,32-33]。本研究滴灌和微生物有机肥对土壤酶活性影响显著（表2），而土壤酶活性又与土壤呼吸速率呈显著正相关（表3），说明滴灌和微生物有机肥处理下土壤酶活性的改变是影响土壤呼吸的重要途径之一。

根系呼吸在土壤呼吸中占较大比例，部分生态系统中根系呼吸占总土壤呼吸比例达50%以上[34]。研究发现，根系还可通过根系分泌物影响土壤有机质含量，影响土壤理化性质，从而间接影响土壤呼吸[35-36]。本研究中施肥量对增加根系生物量有明显促进效应（图5），根系生物量的增加对土壤呼吸速率产生极显著正效应（表3），这与前人研究结论一致[37-38]。但本试验未追踪根系分泌物对土壤呼吸速率的贡献及根系衍生物产生的呼吸作用，相关的深入研究尚有待开展。

本研究所有影响因素中，根系生物量、土壤温度和有机质含量是影响土壤呼吸速率最关键的3个因子（表 3）。尽管滴灌水分对局部土壤温度有一定影响，但从番茄整个生育阶段来看，土壤温度的变化主要还是与移栽后天数对应的气温变化有关，与水肥处理关系不大。因此，可认为根系生物量和土壤有机质是滴灌和微生物有机肥作用下土壤呼吸速率最重要的影响因子。本研究系统分析了滴灌-微生物有机肥耦合对设施土壤呼吸速率和累计碳排放的影响，并通过土壤呼吸速率与关联因子间的相关分析，揭示了滴灌和微生物有机肥对设施土壤呼吸耦合作用的机理，进一步研究应当考虑滴灌和微生物有机肥施用下土壤微生物区系的改变，以及水肥耦合带入土壤或间接导致的易被微生物分解的有机质类型的数量变化。

4 结 论

1）滴灌和微生物有机肥对土壤累计碳排放量有显著（<0.05）的耦合效应。

2）土壤呼吸速率与根系生物量、土壤温度和有机质含量呈极显著（<0.01）正相关，与土壤酶活性呈显著（<0.05）正相关。

3）滴灌-微生物有机肥处理有利于提高土壤有机质含量，同时提升土壤脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶活性，其中滴灌和微生物有机肥对脲酶的耦合效应达到显著（p<0.05）水平；土壤脱氢酶、脲酶和过氧化氢酶活性分别提升11.6%～27.6%，8.0%～27.7%和1.8%～11.2%。

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Coupling effect and mechanism of drip irrigation and microbial organic fertilization on soil respiration in greenhouse

Hou Maomao1,2, Chen Jingnan3, Lin Zhiyuan1, Wang Jinwei1, Li Haobo1, Chen Jintao1, Weng Junling1, Lv Yiwen1, Jin Qiu4, Zhong Fenglin1※

(1.,,350002,; 2.,350300,; 3.,,350119,; 4.,210029,)

Soil respiration is mediated by microbial activities, temperature, humidity and other environmental factors in soil. The increase in use of microbial organic fertilizer and drip irrigation in greenhouse production could alter soil micro-environment, particularly the rhizosphere, thereby leading to a change in soil respiration. This paper investigated the response of soil respiration to different combinations of drip irrigation amounts and microbial organic fertilizer applications. We experimentally compared three irrigation amounts 15, 18 and 21 mm – associated with three microbial organic fertilizer applications 2800, 3600 and 4400 kg/hm2. The treatment with inorganic fertilizer application served as the control. In each treatment, we measured soil respiration rate and accumulated carbon emission, as well as other determinants. The soil temperature and humidity were measured following the soil respiration measurement using the delta-T sensor (delta-T company, UK); soil organic matter was measured using the potassium dichromate sulfuric acid oxidation external heating method; the activity of dehydrogenase was determined using the TTC colorimetry method; the activity of urease was determined by the phenol sodium colorimetry method; the activity of catalase was determined by the KMnO4volumetric method. We analyzed the responsive change in soil respiration tothese determinants and root biomass. The results showed that, compared tothe CK, drip irrigation and microbial organic fertilization improved soil organic matter and increased the activities of dehydrogenase, urease and catalase by 11.6%-27.6%, 8.0%-27.7% and 1.8%-11.2%, respectively; the increase in urease activities was at significant level (<0.05). The soil respiration rate was positively correlated to the root biomass, temperature and organic matter content at significant level of<0.01, and to the enzymatic activities at significant level of<0.05. Among all treatments, irrigating 18 mm of water and applying 4400 kg/hm2of microbial organic fertilizer produced the highest root biomass, reaching 394 g/m2120 days after the transplanting. Overall, combining drip irrigation and microbial organic fertilization increased root biomass by 25.9%-43.4%, compared to the CK. When irrigation amount was 15 and 18 mm, the carbon emission increased significantly (<0.05) when the fertilizer application increased from 3600 kg/hm2to 4400 kg/hm2. The cumulative carbon emission peaked at 415.2 g/m2when the irrigation amount was 18 mm and themicrobial fertilization was 4400 kg/hm2, significantly higher than that under other treatments (<0.05). The lowest cumulative carbon emission was from the CK, being 255.3 g/m2only. In summary, this study showed that drip irrigation and microbial organic fertilization combined to impact soil carbon emission by changing organic matter content and root biomass in the soil. Our results have important implications for improving ecological cultivation in greenhouse production.

drip irrigation; organic fertilizer; soils; soil respiration; coupling; mechanism

侯毛毛，陈竞楠，林志远，王晋伟，李浩波，陈锦涛，翁郡灵，吕祎文，金 秋，钟凤林. 滴灌和微生物有机肥对设施土壤呼吸的耦合作用及机制[J]. 农业工程学报，2019，35(24)：104－112. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.013 http://www.tcsae.org

Hou Maomao, Chen Jingnan, Lin Zhiyuan, Wang Jinwei, Li Haobo, Chen Jintao, Weng Junling, Lv Yiwen, Jin Qiu, Zhong Fenglin. Coupling effect and mechanism of drip irrigation and microbial organic fertilization on soil respiration in greenhouse[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(24): 104－112. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.013 http://www.tcsae.org

2019-07-08

2019-11-27

国家自然科学基金（51409086）；现代设施农业福建省高校工程研究中心开放基金（G2-KF1808）；中国博士后科研基金面上项目（2018M630723）；福建省自然科学基金（2016J05069）；南京水科院农水所引进人才科研启动经费项目资助（SKY201801）

侯毛毛，副教授，博士，主要从事农业水土工程方面的研究工作。Email：njhoumaomao@126.com

钟凤林，教授，博士，主要从事设施植物栽培方面的研究工作。Email：zhong591@fafu.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.013

S274.1；S144

A

1002-6819(2019)-24-0104-09